Как два структурно разных лимонных пектина модулируют микробиоту кишечника

Диета, включающая фрукты и овощи, содержит пектин (растительные сахара). Пектин не может метаболизироваться клетками млекопитающих в желудочно-кишечном тракте, но ферментируется кишечной микробиотой в толстой кишке, где высвобождаются короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК). Предыдущие исследования изучали пребиотические свойства пектина. Однако результаты были противоречивыми, скорее всего, из-за различий в химической структуре, которая зависит от молекулярной массы и степени этерификации.

Изображение предоставлено: Нинелл / Shutterstock

пектиновая композиция

Клеточная стенка растений содержит пектин (гетерополисахариды), сложную структуру, включающую О-1 и О-4-связанные галактуроновые кислоты (GalA). Он также содержит три основные субъединицы, а именно рамногалактуронан I (RG-I), рамногалактуронан II (RG-II) и гомогалактуронан (HG). Как правило, структура пектина очень изменчива, варьируется между растениями и на разных стадиях роста (например, созревание плодов).

Молекулы пектина классифицировали на основе двух параметров, а именно степени этерификации (DE) и молекулярной массы (MW). DE также указывается как степень метоксилирования (DM), то есть процент метилированного этерифицированного GalA по сравнению с GalA. Низкая степень этерификации пектина (СЭП) наблюдается в молекуле пектина, содержащей менее 50 % ДЭ, а с ЭС более 50 % – это высокая степень этерификации пектина (СЭП).

Роль микробиома кишечника в ферментации пектина

Микробиом кишечника содержит сложное бактериальное сообщество, которое играет жизненно важную роль для здоровья человека. Микробиом кишечника защищает хозяев от колонизации патогенами посредством физической конкуренции и конкуренции за питательные вещества. Кроме того, они синтезируют витамины и производят широкий спектр метаболитов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), которые могут изменять иммунную систему.

Кишечные микробы могут ферментировать пектин из-за присутствия видов бактерий, которые несут сайты утилизации полисахаридов (PUL) и продуцируют ферменты, активные в отношении углеводов. Эти ферменты могут расщеплять молекулы пектина и позволяют использовать пектин в качестве источника углерода, который впоследствии приводит к образованию SCFAs.

Выявлены основные бактерии, разлагающие пектин. Бактероиды видов (например, Бактероиды тетайотамикрон). Кроме того, виды относятся к Лахноспировые Семейство также включает ферменты, разлагающие пектин, такие как гидролазы, лиазы и эстеразы. Некоторые другие микробы, связанные с ферментацией пектина, фекальный стул; И Эубактерии элегенс.

Ферментация пектина кишечной микробиотой зависит от химических свойств пектина, особенно DE и MW. Пектин с более низкой молекулярной массой имеет более высокую скорость ферментации и более высокий выход SCFAs. бывший в лаборатории Исследования на основе пектина цитрусовых и пектина сахарной свеклы показали, что ДЭ является наиболее важным фактором пектиновой модуляции кишечной микробиоты. Эти исследования показали, что MW и DE пектина влияют на его способность к брожению микробиотой кишечника и влияют на его пребиотический потенциал. Таким образом, необходимо выяснить, как эти структурные компоненты пектина влияют на состав микробиоты кишечника.

Как MW и DE влияют на пребиотическую функцию лимонного пектина на микробиоту кишечника?

новый еда Периодическое исследование оценивало, как MW и DE влияют на пребиотическую функцию лимонного пектина на микробиоту кишечника. что в лаборатории Экспериментальный дизайн был использован для понимания взаимодействия между пектином и кишечной микробиотой. Этот экспериментальный дизайн успешно устранил разнообразные взаимодействия, которые происходят между клетками млекопитающих и микробиотой кишечника в в естественных условиях модели животных. Секвенирование гена 16S рРНК и анализ SCFAs были использованы для определения изменений в структуре и функции сообщества кишечной микробиоты.

мне в лаборатории В ходе исследования два лимонных пектина с разной MW и DE были протестированы против кишечных микробов двух доноров. Авторы обнаружили, что как повышенный (LMW-HDE), так и пониженный (HMW-LDE) лимонный пектин может изменить структуру сообщества кишечной микробиоты.

Было замечено, что оба лимонных пектина повышают общий уровень SCFAS за счет повышения различных типов SCFAS. Лимонный пектин LMW-HDE повышал уровень уксусной и бутановой кислот, в то время как лимонный пектин HMW-LDE увеличивал только уксусную кислоту.

Интересно, что высокий рейтинг HMW-LDE наблюдался в помещении. Лахноспировые у обоих доноров. Результаты этого исследования согласуются с предыдущими исследованиями, в которых сообщалось о более высокой частоте Лахноспировые после обработки пектином. Для лимонного пектина LMW-HDE уровни меняются Paraprevotella, Acidaminococcus, PseudoramabacterИ алистипс, И веретено были найдены.

Взвешенный и невзвешенный анализы UniFrac показали, что наиболее значительная разница как для LMW-HDE, так и для HMW-LDE лимонного пектина была связана с образованием донора, а не с обработкой пектином. Однако значительных изменений в микробном сообществе у донора не наблюдалось.